Гарнізонний Свято-Миколаївський собор, розташований в центральній частині Брестської фортеці, був побудований на гроші, зібрані офіцерами, 1851-1876 роках за проектом архітектора, академіка Російської Художньої Академії Д. І. Грімма.

Храм був споруджений в російсько-візантійському стилі, його склепіння спочиває на 8 колонах, а світло проникає через 7 віконних прорізів. Внутрішнє оздоблення храму була виконана у православному стилі.

18 березня 1921 року, коли був підписаний Ризький мирний договір, храм опинився на території Польщі. У 1924-29 роках будівля зазнала перебудови під керівництвом архітектора Ю. Лисецького, і було відкрито як гарнізонний костел Святого Казимира.

Після переходу Бреста до рук Червоної Армії в храмі було влаштовано офіцерський клуб 84-го стрілецького полку. Клуб проіснував до Великої Вітчизняної війни.

Як і сама Брестська фортеця, храм був побудований з урахуванням можливої оборони. Його споруда з масивними стінами під час боїв у Брестській фортеці в 1941 році стало важливим оборонним спорудженням, так як знаходився на найвищій точці фортеці, звідки проглядалися всі околиці. Кілька разів храм переходив з рук в руки фашистських і радянських солдатів.

Після звільнення Брестської фортеці від німецько-фашистських загарбників будівлю храму було законсервовано. Його понівечені кулями і снарядами, але встояли в пекельному полум'ї війни стіни, повинні стати німими свідками жорстоких битв, що відбувалися під час оборони Брестської фортеці.

У 1994 році храм було повернуто Православній Церкві. Примітно, що чимала частина пожертвувань на відновлення гарнізонного собору була знову зібрана офіцерами і парафіянами Бреста.

На сьогоднішній день зовнішній вигляд храму повністю відновлений, у ньому відновлено богослужіння, однак, внутрішній інтер'єр навмисно залишено в післявоєнному вигляді, як нагадування про жертви кривавої війни.